摘要gydF4y2Ba
慢性阻塞性肺病(COPD)是死亡率的主要原因;然而,炎症介质在其病理生物学中的作用仍不清楚。本研究的目的是探讨性别在脂质介质水平对COPD中的影响。gydF4y2Ba
支气管肺泡灌洗液(BALF)和血清取自健康的不吸烟者、吸烟者和COPD患者(全球慢性阻塞性肺病倡议I-II / A-B期)(n=114)。采用液相色谱-质谱联用技术分析了来自细胞色素- p450、脂肪加氧酶和环加氧酶途径的94种脂质介质。gydF4y2Ba
多变量模型确定了BALF中9-脂质组,可将女性吸烟者与健康女性吸烟者分类(p=6×10)gydF4y2Ba−6gydF4y2Ba).对于相应的男性群体没有观察到差异(P = 1.0)。这些发现在独立的队列中复制,精度为92%(P = 0.005)。最强的司机是亚油酸(白酮毒素)的细胞色素P450衍生的环氧化物产物及其相应的可溶性环氧化物水解酶(SEH) - 一定的产物(白霉毒素 - 二醇)。这些物种与肺功能相关(r = 0.87; p = 0.0009)和诱导其生物合成涉及的酶的mRNA水平(r = 0.96; p = 0.003)。白酮蛋白水平与脚杯细胞丰度相关(r = 0.72; p = 0.028)。gydF4y2Ba
这些发现表明了脚螺细胞相关的细胞色素-P450和SEH活性产生升高的白霉毒素 - 二醇水平的机制,其在女性主导的疾病亚表型中的COPD临床表现中起到了调整作用。gydF4y2Ba
摘要gydF4y2Ba
BALF中的亚油酸衍生的脂质可能表明从健康吸烟者转变为雌性副型以COPDgydF4y2Bahttp://ow.ly/XowqNgydF4y2Ba
介绍gydF4y2Ba
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是全球发病率和死亡率的主要原因[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba].其特征在于与气道炎症和重塑相关的持续和不可逆转的气流限制[gydF4y2Ba2gydF4y2Ba].西方国家在西方国家的普遍危险因素吸烟,占15-44%的人口发展疾病[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba].COPD证明性别依赖性在妇女中的死亡率较高,即使在纠正吸烟后也是[gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba4gydF4y2Ba].吸烟还会对女性的肺功能造成更大的损害[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,gydF4y2Ba6gydF4y2Ba],特别是绝经后[gydF4y2Ba7gydF4y2Ba].gydF4y2Ba
慢性阻塞性肺病是一种异质性疾病,在疾病病理生理学中涉及多种炎症途径[gydF4y2Ba8gydF4y2Ba].目前的研究旨在探讨脂质介质在COPD异质性中的潜在作用,特别关注检查性别相关差异。女性性别被认为是对卷烟烟雾肺部破坏性影响的易感性的危险因素,并且患有COPD的吸烟者和非吸烟者更可能是女性[gydF4y2Ba4gydF4y2Ba,gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,gydF4y2Ba9gydF4y2Ba].众所周知,脂质介质在呼吸系统疾病(包括慢性阻塞性肺病)的炎症级联中发挥重要作用(回顾,见[gydF4y2Ba10.gydF4y2Ba)) (gydF4y2Ba11.gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba13.gydF4y2Ba].这些脂质介质中最良好的研究是果索糖,其由arachidonic酸合成gydF4y2Ba通过gydF4y2Ba三个生物合成途径(补充材料中的图E1):环加氧酶(COX)、脂加氧酶(LOX)、细胞色素P450 (CYP)以及gydF4y2Ba通过gydF4y2Banon-enzymatic氧化。然而,还有许多由其他多不饱和脂肪酸合成的具有生物活性的脂类。例如,亚油酸衍生的白质毒素(环氧十八烯酸(EpOMEs))和白质毒素二醇(二羟基十八烯酸(DiHOMEs)) (gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba)据报道,曾经在急性呼吸窘迫综合征(ARDS)中发挥作用[gydF4y2Ba14.gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba16.gydF4y2Ba],并对肺泡上皮细胞产生毒性[gydF4y2Ba17.gydF4y2Ba].因此,有兴趣进一步研究COPD病理学中的这些脂质介质途径。gydF4y2Ba
从亚油酸生产白细胞毒素和白蛋白二醇的生物合成途径。亚油酸通过细胞色素P450(CYP)活性转化为9(10)-16-十八烯酮(白蛋白毒素,冠状酸,9 [10] -epome)或Regioisomer 12(13)-1Moxy-12z-Ocdebenoic酸(异孔毒素,谷醇酸,12 [13] -epome),其可以通过可溶的环氧化物将其水解成相应的邻离二醇(白曲毒素 - 二醇,9,10-二甲瘤和异抑素毒素 - 二醇,12,13-二甲瘤)水解酶(SEH)活性。gydF4y2Ba
方法gydF4y2Ba
研究对象和研究设计gydF4y2Ba
该研究检测了来自卡罗林斯卡大学医院(Clinical & Systems Medicine Investigations of smoke -related COPD)队列的受试者gydF4y2Banct02627872gydF4y2Ba).宇宙研究是横断面研究三组,每组的分层性,目的是调查性别之间的分化早期慢性阻塞性肺病和集成几个方面的慢性阻塞性肺病和吸烟通过使用成像、转录组、蛋白质组学、代谢组学、以及在临床表型背景下的淋巴细胞分析[gydF4y2Ba18.gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba21.gydF4y2Ba].共有40名从不吸烟的人,40名肺功能患者(以下称为“吸烟者”)和38名COPD患者被招募了收集外周血和支气管肺泡灌洗(BAL)。在118名征募的个人中,由于临床限制,有三个具有COPD和一个从不吸烟者的人,因此被排除在当前分析之外。因此,在Karolinska宇宙队列的114个受试者上进行了该研究(gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba)与健康从不吸烟者组,具有正常肺功能的吸烟者和患有温和至中等疾病的COPD患者(慢性阻塞性肺病(金)第I-II / A-B阶段的全球性患者的年龄和性别。1 s中强制呼气量(FEVgydF4y2Ba1gydF4y2Ba) 51 - 97%;FEV.gydF4y2Ba1gydF4y2Ba/强制呼气量(FVC)<70)[gydF4y2Ba18.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba].gydF4y2Ba
研究科目的临床特征gydF4y2Ba
研究参与者是从“世界肺活量测定日”期间进行肺活量测定的个体中招募的,通过在日报和报纸上刊登广告gydF4y2Ba通过gydF4y2Ba初级保健中心。带有COPD的大多数人都是在筛查时被发现在筛查时具有阻塞性肺活量的吸烟者。参与者没有过敏或哮喘的历史,未使用吸入或口服皮质类固醇,并且在研究纳入之前至少3个月没有加剧。gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba特异性免疫球蛋白E抗体(Phadiatop;ImmunoCAP, Phadia, Uppsala, Sweden)均为阴性。在吸入两剂0.25 mg特布他林(布里卡尼都保乐)后,测试可逆性gydF4y2Ba;gydF4y2BaAstrazeneca,伦敦,英国)。通过调查表记录了药物(包括口服避孕药,雌激素避孕药,雌激素置换和非甾体类抗炎药物或其他潜在的脂质介质 - 改性药物)。肺功能参数计算为使用欧洲煤和钢(ECCS)正常值预测的支气管扩张剂百分比。COPD患者和吸烟者在吸烟历史(> 10包 - 年)和目前的吸烟习惯方面匹配(> 10卷烟·日gydF4y2Ba−1gydF4y2Ba最近6个月)。COPD组包括吸烟者和戒烟者(戒烟2年以上)。由于目前的研究重点是轻到中度COPD,因此在支气管扩张性后FEV之间存在重叠gydF4y2Ba1gydF4y2Ba%pred(但不是fevgydF4y2Ba1gydF4y2Ba/FVC比率);然而,在所有病例中,在定义研究纳入标准时均采用了当前的COPD指南。gydF4y2Ba
验证队列由两项招募同一研究的两组组成[gydF4y2Ba22.gydF4y2Ba].排除标准包括哮喘或其他肺或过敏性疾病的历史。参与者在研究时临床上稳定,如果在研究开始前14天经历了气道感染,则排除在外。在临床访问和BAL之前,所有药物均被扣留48小时。女组由七个女性目前的吸烟者(49-61岁;体重指数(BMI)20.5-32.6),具有正常的肺功能和六位女性当前吸烟者(48-73岁; BMI 20.0-27.7;金舞台II-III; FEVgydF4y2Ba1gydF4y2Ba44-68%;FEV.gydF4y2Ba1gydF4y2Ba/ FVC <70)具有动脉氧饱和度(gydF4y2Ba年代gydF4y2BaaOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba) > 90%。男性组包括9名男性吸烟者(41-66岁;BMI 21.7-31.4),肺功能正常,5名男性吸烟者,COPD(53-70岁;体重指数17.3 - -24.6;黄金阶段》;FEV.gydF4y2Ba1gydF4y2Ba37 - 99%;FEV.gydF4y2Ba1gydF4y2Ba/ fvc <70)与gydF4y2Ba年代gydF4y2BaaOgydF4y2Ba2gydF4y2Ba> 90%[gydF4y2Ba22.gydF4y2Ba].gydF4y2Ba
这两项研究都得到了斯德哥尔摩地区伦理委员会的批准(COSMIC队列:No. 2006/959-31/1;验证队列:编号2005/733-31/1-4),参与者提供知情的书面同意书。gydF4y2Ba
样品收集和准备gydF4y2Ba
进行支气管肺泡灌洗液,如前所述收集支气管上皮刷(见在线补充)[gydF4y2Ba18.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba23.gydF4y2Ba].为了调查从大型和小型气道中涉及的第一线宿主防御,选择来自上皮刷和支气管肺泡灌洗的细胞。将样品等分并储存在-80℃直至分析。通过静脉穿刺从空腹个体绘制血液,并在1695×离心前至少30分钟静置至少30分钟的室温。gydF4y2BaggydF4y2Ba在室温下保存10分钟,并置于−80℃保存至使用。高敏c反应蛋白(CRP)、血小板和白细胞计数在卡罗林斯卡大学医院临床化学系按标准方法测定。用冷丙酮固定支气管刷制备的细胞纺丝,按标准方法用阿利新蓝-周期酸希夫(AB-PAS)染色。采用Giemsa-Grunwald细胞纺丝染色法进行BAL细胞的鉴别计数。gydF4y2Ba
脂质中介分析gydF4y2Ba
液相色谱 - 质谱(LC-MS / MS)方法是开发的,以量化报告的脂质介质。在线补充剂中描述了完整的方法,具有表E1中提供的脂质介体命名法。简而言之,根据表E2将3.3ml的BAL流体(BALF)与10μl内标在浓度下混合,并装入水OASIS HLB固相提取(SPE)墨盒(水域,MILFORD,MA,USA)。Spe盒式盒式风干,用有机溶剂洗脱脂质介质,真空蒸发,并在100μl甲醇中重建。在旋转过滤后,将7.5μL注入到ACC的ULTRA液相色谱上,用A BEC C18柱(2.1×150mm,1.7μm;水),并以负模式分析在水域Xevo TQ-MS上。所有分析化合物的校准水平和方法参数分别在表E2和表E3中提供。筛选isoprostanes.gydF4y2Ba通过gydF4y2Ba如先前报道的LC-MS /MS [gydF4y2Ba24.gydF4y2Ba].如在线补品所述,用免疫分析法测定半胱氨酸白三烯。gydF4y2Ba
信使rna分析gydF4y2Ba
根据样品可用性,从宇宙队队的子集中从BAL细胞中分离mRNA(N = 6名女性吸烟者,N = 20名肺功能的女性吸烟者)。基于完全临床剖面,通过主成分分析(PCA)分析了对mRNA分析进行mRNA分析的女性吸烟者和COPD患者的分布。相应的分数曲线表明,分析的六个样本是群体的代表(未显示的数据)。MRNA经过低输入快速扩增,CY3-CTP单色标签(Agilent Technologies,Santa Clara,Ca,USA),并与含有41 000个探针相对应的Agilent人的全基因组阵列杂交,相当于19 596个基因。使用与生物导体中的Limma(https://biocondudard.org)使用定量标准化进行标准化微阵列数据集。在诸如ePoMES和二形的生物合成中的七种基因(Ephx1,Ephx2,Cyp2c,Cyp1a2,Cyp2,Cyp1a2,Cyp2,Cyp2e1)的七种探针的探针强度进行统计分析。gydF4y2Ba
统计分析gydF4y2Ba
统计分析分别比较了吸烟和不吸烟的个体,以限制吸烟的混杂效应。单因素统计分析采用非参数Mann-Whitney检验(p<0.05)。错误发现率估计是通过使用R 3.2.2中的Bioconductor包“qvalue”计算Storey q值来实现的。使用SIMCA版本13.0 (Umetrics, Umeå, Sweden)进行多元统计建模,结合使用PCA和正交投影到潜在结构(OPLS)模型。只有在至少一个患者组中≥75%的受试者中检测到的变量被纳入。在多变量模型构建中,存在水平低于检测限的分析物被设置为检测限的25%。数据进行对数变换,以均值为中心并按单位方差缩放。模型统计量由累积相关系数(RgydF4y2Ba2gydF4y2BaY),基于七倍交叉验证的预测方差(QgydF4y2Ba2gydF4y2Ba),以及OPLS模型的交叉验证的ANOVA P值。对BALF和血清中的数据质量评估进行脂质介质水平的PCA(数据未显示)。根据预测组件的投影(VIP)和缩放负载(P [COR])的变量影响,迭代地执行用于OPLS模型优化的可变选择(P [COR])[gydF4y2Ba18.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba25.gydF4y2Ba].使用共享和独特的结构(SUS)分析来执行两个OPLS模型的比较。使用PLS(SIMCA)评估脂质介质和临床变量亚群和临床变量之间的相关性作为内部关系的R和P值。gydF4y2Ba
结果gydF4y2Ba
队列描述gydF4y2Ba
提供受试者的临床特征gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba.使用三种不同的分析方法在BALF中筛选了总共94种脂质介质,其中40次满足至少一个组中≥75%的受试者的检测标准(表E4)。在血清中,筛选86种脂质介质(在血清中未筛选胱酮二酮和异己烷),其中70次满足检测标准(表E5)。为了尽量减少吸烟在COPD中的混淆效果,吸烟人群(具有正常肺功能的吸烟者(“吸烟者”)和吸烟COPD患者(“COPD”)分开分析(健康的NOVE-SMOTES受试者(“健康”)和出吸烟者COPD患者(“COPD EXS”))。在量化的脂质介质中没有观察到性别差异,用于在BALF或血清中的任何组比较(Q> 0.9,数据未显示)中的任何组比较。BAL免疫细胞(巨噬细胞,中性粒细胞和嗜酸性粒细胞)和血白细胞的浓度升高了吸烟(gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba),但对慢性阻塞性肺病的诊断则不然(图E2)。COPD患者戒烟后相应的细胞计数下降仅对巨噬细胞和嗜酸性粒细胞有显著影响(gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba).没有观察到性别差异。血液血小板在女性中较高gydF4y2Ba与gydF4y2Ba吸烟健康组男性,但未诊断为COPD(图E2D)。gydF4y2Ba
copd相关脂质介质的多变量建模gydF4y2Ba
通过对BALF的脂质介质水平的OPLS分析进行了监督多元建模。吸烟者的初始联合性别模型gydF4y2Ba与gydF4y2BaCOPD导致显着的群体分离(RgydF4y2Ba2gydF4y2BaY = 0.47,问gydF4y2Ba2gydF4y2Ba= 0.33,p = 6×10gydF4y2Ba−5gydF4y2Ba).然而,对每个性别分别进行的调查显示,群体分离是由女性人口驱动的。女性吸烟者的OPLS模型gydF4y2Ba与gydF4y2Ba慢性阻塞性肺病是优化gydF4y2Ba通过gydF4y2Ba变量选择(图E3)给予显著的稳健组分离(RgydF4y2Ba2gydF4y2BaY = 0.59,问gydF4y2Ba2gydF4y2Ba= 0.57,p = 6×10gydF4y2Ba−6gydF4y2Ba;gydF4y2Ba图2一个gydF4y2Ba),而对男性的相应分析无差异(p=1.0)。优化后的模型由9种脂质介质组成:9,10,13- trihome (9,10,13- tri羟基-11)gydF4y2BaEgydF4y2Ba12(13)-EpOME(12[13]环氧-9gydF4y2BaZgydF4y2Ba- 辛烯烯酸),9(10)-epome(9 [10] -exy-12gydF4y2BaZgydF4y2Ba- 辛烯烯酸),9,10-二甲簇(9 [10] -dihydroxy-12gydF4y2BaZgydF4y2Ba-十八烯酸),12,13-二氢gydF4y2BaZgydF4y2Ba- 辛烯酸),12-HTRE(12-羟基-5gydF4y2BaZgydF4y2Ba,8gydF4y2BaEgydF4y2Ba,10gydF4y2BaEgydF4y2Ba-Heptadecatrienoic酸),5-Kete(5-Oxo-ete,5-Oxo-6gydF4y2BaEgydF4y2Ba,8gydF4y2BaZgydF4y2Ba,11gydF4y2BaZgydF4y2Ba, 14gydF4y2BaZgydF4y2BaTXB -eicosatetraenoic酸)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba(凝血恶烷BgydF4y2Ba2gydF4y2Ba)和9 kode(9-oxo-10gydF4y2BaEgydF4y2Ba, 12gydF4y2BaZgydF4y2Ba-十八碳二烯酸)(脂质介质命名见表E1)。对九类脂质模型进行排列试验证实,观察到的差异不是随机发生的(y轴截距[500个排列]:RgydF4y2Ba2gydF4y2BaY = 0.05,问gydF4y2Ba2gydF4y2Ba= -0.24,图E4)。此外,未观察到更年期状态或雌激素置换疗法的影响是对具有COPD的女性吸烟者的九脂板的特异性(图E5)。gydF4y2Ba
用正常肺功能的女性吸烟者潜在结构(OPLS)模型优化的正交投影gydF4y2Ba与gydF4y2Ba慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者。a)支气管肺泡灌洗液(BALF) b)血清。c) BALF中脂质介质的共享和独特结构(SUS)图(x轴)gydF4y2Ba与gydF4y2Ba用于女性的血清(Y轴)。在OPLS型号(A和B)中,上面板显示具有一个预测部件(T [1])和下面板显示负载的分数图(P [1])。吸烟者具有正常的肺功能(吸烟者,封闭的圈子),COPD吸烟者(COPD,封闭的正方形)。男性比较的相应模型在BALF(p = 1.0)中不显着,但在血清中达到了重要意义(p = 0.03)。脂质介体命名法在补充材料的表E1中提供。gydF4y2Ba
在血清中,优化的OPLS模型比较女吸烟者gydF4y2Ba与gydF4y2BaCOPD产生了显着的群体分离(P = 6×10gydF4y2Ba−6gydF4y2Ba,R.gydF4y2Ba2gydF4y2Bay = 0.61,qgydF4y2Ba2gydF4y2Ba= 0.56;gydF4y2Ba图2 bgydF4y2Ba).相应的雄性OPLS模型也得到了显着的组分离(P = 0.03,数据未示出)。两种性别模型由5-LOX产品的较低血清丰度驱动,CYP衍生的增加(5 [6] -epetre,11 [12] -epetre)和推定的血小板衍生产品(12-HETE,12-HTRE))在COPD患者中(女性;gydF4y2Ba图2 bgydF4y2Ba), SUS分析未观察到性别差异(图E6)。gydF4y2Ba
COPD相关脂质介质的单变量分析gydF4y2Ba
由于OPLS的BALF的多变量模型可以更详细地调查了强烈的性别特异性。来自9-lipid面板的成员gydF4y2Ba图2一个gydF4y2Ba由单变量统计(表E6)以个人审查。在具有年龄和包装年龄的九个脂质介质中的每一个之间进行相关分析。除了5-kete外,脂质无脂质证明了显着的相关性,其与女性的包装年有关(r = 0.42,p = 0.02)。在两种性别中,吸烟者中9,10,13-Trihome的水平降低,然后随着COPD诊断而升高,尽管班次的意义在女性中更大(gydF4y2Ba图3一gydF4y2Ba).9-KODE级别(gydF4y2Ba图3 bgydF4y2Ba)、5-KETE水平(gydF4y2Ba图3 cgydF4y2Ba)以及TXBgydF4y2Ba2gydF4y2Ba12-hthe(gydF4y2Ba图3 dgydF4y2Ba)在吸烟的女性COPD患者中明显高于无症状吸烟者,而在相应的男性人群中没有变化。gydF4y2Ba
支气管肺泡灌洗液(BALF)中脂质介质水平与性别、吸烟状况和慢性阻塞性肺疾病(COPD)的关系a) 9,10,13- trihome, b) 9- kode。c) 5-KETE和d) TXB之和gydF4y2Ba2gydF4y2Ba和12-htre(TXAgydF4y2Ba2gydF4y2Ba合成酶途径)。受试者分为肺功能正常肺功能(吸烟者,圈子)和带COPD(COPD,Squares)的吸烟者。打开符号表示男性和封闭的符号女性。非参数曼惠特尼试验表明了意义。脂质介体命名法如下:9,10,13-三孔(9,10,13-三羟基-11gydF4y2BaEgydF4y2Ba9-羰基-10gydF4y2BaEgydF4y2Ba, 12gydF4y2BaZgydF4y2Ba-octadeCadienoic酸),5-Kete(5-Oxo-ete,5-Oxo-6gydF4y2BaEgydF4y2Ba,8gydF4y2BaZgydF4y2Ba,11gydF4y2BaZgydF4y2Ba, 14gydF4y2BaZgydF4y2Ba-eicoSateTraeno酸),12-HTRE(12-羟基-5gydF4y2BaZgydF4y2Ba,8gydF4y2BaEgydF4y2Ba,10gydF4y2BaEgydF4y2Ba-十七碳三烯酸)和TXBgydF4y2Ba2gydF4y2Ba(凝血恶烷BgydF4y2Ba2gydF4y2Ba).gydF4y2Ba
CYP衍生的亚油酸产物证明了吸烟和COPD的多次班次(gydF4y2Ba图4.gydF4y2Ba).epomes(gydF4y2Ba图4一gydF4y2Ba)和dihomes(gydF4y2Ba图4 bgydF4y2Ba)在女性COPD患者中高于吸烟者。特别有趣的是,在相应的男性群体中没有观察到差异。为了进行比较,cypo衍生的花生四烯酸、环氧二十碳三烯酸(EpETrEs)和二羟基二十碳三烯酸(DiHETrEs)的水平仅因吸烟而改变,COPD之间没有改变gydF4y2Ba与gydF4y2Ba吸烟者(图E7)。因此,换档的性别特异性仅与亚油酸途径有关。gydF4y2Ba
细胞色素P450-衍生的Bronchoalveolar灌洗液(BALF)的LiNoLeate介质,与性别,吸烟状态和疾病有关。a)ePomes,b)dihomes,c)ePomes + dihomes和d)dihomes /(ePomes + dihomes)。受试者分为肺功能正常肺功能(吸烟者,圈子)和带COPD(COPD,Squares)的吸烟者。打开符号表示男性和封闭的符号女性。非参数曼惠特尼试验表明了意义。脂质介体命名法如下:ePomes是9(10)-epome(9 [10] -exy-12gydF4y2BaZgydF4y2Ba-十八烯酸)和12(13)-EpOME(12[13]环氧-9gydF4y2BaZgydF4y2Ba- 辛烯烯酸);和二叠岩是9,10-二甲瘤(9 [10] -dihydroxy-12gydF4y2BaZgydF4y2Ba- 辛烯烯酸)和12,13-二甲簇(12 [13] -dihydroxy-12gydF4y2BaZgydF4y2Ba-octadecenoic酸)。gydF4y2Ba
通过ePOMES和Dihomes的总和估计了亚油酸的环氧树脂形成的相对水平(gydF4y2Ba图4 cgydF4y2Ba).观察到的趋势遵循ePomes:在女性吸烟者中对亚油酸环氧化物形成的下调,女性COPD患者的较高水平。为了估计ePomets对二体(推断SEH活性)的转化,确定每种单独的二级/(ePomes + Dihomes)(gydF4y2Ba图4 dgydF4y2Ba).如预期的那样,该比率反映了CYP衍生的ineLeates中观察到的性别差异,尽管这种比较不能区分基底可用性的增加来自SEH的酶活性的差异。gydF4y2Ba
COPD分类模型在独立的队列中验证gydF4y2Ba
九类脂质面板gydF4y2Ba图2一个gydF4y2Ba从两个人的独立吸烟者队和COPD患者中量化了巴尔夫。使用为初始群组开发的OPLS分类模型(gydF4y2Ba图2一个gydF4y2Ba),验证队列中的女性被归类为92.3%的准确性(p = 0.005)。在13名女性(七名吸烟者,六家COPD)中,除了一个被归类为吸烟者(表E7)的COPD患者外,所有均被正确分类,导致83.3%的敏感性和100%的特异性。鉴于对相应的男性人口没有OPLS模型,女模特来自gydF4y2Ba图2一个gydF4y2Ba用于对验证队列中的雄性进行等效分析。雄性(九名吸烟者,五个COPD)被归类为57.1%(p = 0.5,表E8)。gydF4y2Ba
亚油酸衍生的物种与雌性COPD患者的肺功能和mRNA水平相关gydF4y2Ba
推动女性吸烟者与COPD患者分离的EpOME和DiHOME脂质介质与肺功能(FEV)的相关性更强gydF4y2Ba1gydF4y2Ba和FEV.gydF4y2Ba1gydF4y2Ba/ FVC)在雌性COPD患者中(PLS内部关系R = 0.87,P = 9×10gydF4y2Ba−4gydF4y2Ba,gydF4y2Ba图5AgydF4y2Ba),而不是女性吸烟者(PLS内部关系r = 0.50,p = 0.02,数据未显示)。雌性COPD患者的稀释和二甲群脂质曲线也随着个体肺功能变量FEV显着相关gydF4y2Ba1gydF4y2Ba(PLS内部关系r = 0.69,p = 0.02)和FEVgydF4y2Ba1gydF4y2Ba/ FVC(PLS内部关系r = 0.76,p = 0.01)。gydF4y2Ba
用肺功能,mRNA,中性粒细胞和脚卵细胞脂质凝血剂脂质介质(BALF)之间的相关性。a)肺功能参数之间的相关性(1 s中的强制呼气量(fevgydF4y2Ba1gydF4y2Ba), FEVgydF4y2Ba1gydF4y2Ba/用力呼气量(FVC))gydF4y2Ba与gydF4y2BaePomes和ePOMES在雌性COPD吸烟者中的浓度(PLS内部关系,r = 0.87,p = 0.0009,n = 10)。b)FEV的相关性gydF4y2Ba1gydF4y2Ba与gydF4y2Ba与稀释和二甲瘤的脂质介质相关的mRNA(Ephx1,Ephx2,Cyp1a2,Cyp2c,Cyp2j,cyp3a4和cyp3a4和cyp2e1)的雌性COPD吸烟者组(PLS内部关系,r = 0.96,p = 0.003,n = 6).c)BALF和9,10,13-三孔中的中性粒细胞丰度之间的相关性(PLS内部关系,r = 0.77,p = 0.005,n = 11)。d)高脚杯细胞丰度之间的相关性gydF4y2Ba与gydF4y2Ba2个稀释脂质介质(白蛋白酶和异孔毒素; PLS内部关系,r = 0.72,p = 0.03,n = 9)。脂质介体命名法如下:ePomes = 9(10)-epome(9 [10] -12-10-十八烷酸)和12(13) - 乙基(12 [13]环氧-9Z-十八烯酸);Dihomes = 9,10-二种血型(9 [10] -dihydroxy-12gydF4y2BaZgydF4y2Ba- 辛烯烯酸)和12,13-二甲簇(12 [13] -dihydroxy-12gydF4y2BaZgydF4y2Ba- 辛烯烯酸);9,10,13-trihome(9,10,13-trihydroxy-11gydF4y2BaEgydF4y2Ba-octadecenoic酸)。gydF4y2Ba
根据已知的生化途径,确定了与epome和DiHOMEs生物合成相关的基因的mRNA。结果表明:KEGG亚油酸通路的EpOMEs相关CYPs (hsa00591: CYP1A2、CYP2C、CYP2J、CYP3A4和CYP2E1)和DiHOMEs的两个环氧化物水解酶(EH)基因(EPHX1、EPHX2)。FEV之间的对应关系gydF4y2Ba1gydF4y2Ba女性COPD患者的mRNA水平更强(r=0.96, p=0.003,gydF4y2Ba图5B.gydF4y2Ba)比女性吸烟者(r = 0.66,p = 0.03,数据未显示)。对于相应的男性群体,没有观察到与肺功能或mRNA水平的关系。gydF4y2Ba
亚油酸衍生的物种与雌性COPD患者的脚卷细胞丰度相关gydF4y2Ba
为了获得九脂面板的细胞来源,BAL免疫细胞(巨噬细胞,淋巴细胞,中性粒细胞,嗜酸性粒细胞)以及来自支气管胶质衬垫(杯状细胞)和血小板的结构细胞的丰富与脂质相关在特定途径的基础上。在雌性COPD组中,9,10,13-三孔水平与中性粒细胞丰度相关(r = 0.77,p = 0.005;gydF4y2Ba图5C.gydF4y2Ba),而剩余的五种LinoLeates(Dihomes,ePomes和9-Kode)显示与嗜酸性粒细胞丰度的相关性较弱(r = 0.67,p = 0.02)。对应的男性组没有发现显着的相关性(图E8)。雌性和雄性COPD患者血小板水平与九脂面板之间的弱相关性(r = 0.64,p = 0.047; r = 0.66,p = 0.03;数据未显示)。对于血液血小板和来自九个脂基板的任何单独的化合物没有相关性。所有九九脂质与雌性COPD患者的狗丝细胞相关(r = 0.84,p = 0.005),主要由ePom驱动(r = 0.72,p = 0.03;gydF4y2Ba图5DgydF4y2Ba).雄性COPD患者的相应相关性较弱的九脂面板(R = 0.65,P = 0.02;数据未示出)和对ePOM的非显着性(R = 0.46,P = 0.14,图E8C)。gydF4y2Ba
讨论gydF4y2Ba
COPD是一种异质性炎症性疾病,是全球发病率和死亡率的主要原因。这种异质性可能表现在患者的亚表现型中,涉及疾病发病和发展的不同分子途径。目前的研究结果表明,与肺功能正常的吸烟者相比,早期COPD吸烟者亚油酸衍生的CYP途径的脂质介质以及血栓烷合酶和5-LOX花生四烯酸衍生的产物增加。这些差异是由女性人群驱动的,一个9类脂质组将COPD女性吸烟者与肺功能正常的女性吸烟者进行了分类(p=6.3×10)gydF4y2Ba−6gydF4y2Ba;gydF4y2Ba图2一个gydF4y2Ba).虽然女性的分类模型是稳健的,并且在独立验证队列中被证实有92.3%的准确性,但在相应的男性人群中没有观察到差异(p=1.0)。相比之下,肺功能正常的相应吸烟者和健康的不吸烟者组没有观察到性别差异,这表明观察到的性别相关差异与COPD疾病表型有关,而不是一般的性别差异。因此,本研究确定的假定模式适用于一种以女性为主的疾病亚表型,因此与我们之前报道的同一队列BAL细胞蛋白质组变化相对应[gydF4y2Ba18.gydF4y2Ba].gydF4y2Ba
性别特异性的最强司机是BALF中的LINOLEATES(ePOMES(白蛋白酶和异抑素毒素)和二色子(白细胞毒素二醇和异嘧毒素二醇)以及9,10,13-三孔)。ePomes是环氧化物,其可以用亚油酸酶促制备gydF4y2Ba通过gydF4y2Ba进一步转化为相应的1,2-二醇、二羟基、gydF4y2Ba通过gydF4y2Baseh [gydF4y2Ba26.gydF4y2Ba](gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba).EpOMEs和DiHOMEs已在呼吸道疾病模型中进行了研究[gydF4y2Ba16.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba27.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba28.gydF4y2Ba],特别是在急性呼吸窘迫综合征的鼠类模型中[gydF4y2Ba14.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba29.gydF4y2Ba, DiHOMEs被证明具有细胞毒性[gydF4y2Ba17.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba].据报道,DiHOMEs可降低肺泡上皮单分子层的净离子通量,并增加细胞间连接的通透性[gydF4y2Ba17.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba],这两种疾病都是导致慢性支气管炎的因素[gydF4y2Ba31.gydF4y2Ba].慢性支气管炎有一些矛盾[gydF4y2Ba32.gydF4y2Ba,许多研究人员报道在女性COPD患者中更为普遍的临床表现[gydF4y2Ba4gydF4y2Ba,gydF4y2Ba33.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba34.gydF4y2Ba],包括双胞胎研究[gydF4y2Ba35.gydF4y2Ba].据报道,患有脚卵细胞丰富相关的女性COPD患者的BALF稀释患者水平[gydF4y2Ba36.gydF4y2Ba]并且具有CYP活动[gydF4y2Ba37.gydF4y2Ba].因此,这些发现提示了一种机制,通过这种机制,女性吸烟者的杯状细胞增生导致epome和相称的DiHOMEs的产生增加,从而加速慢性支气管炎和COPD的发病。这些发现具有特殊的临床意义,因为人们对靶向sEH途径治疗慢性阻塞性肺病很感兴趣。例如,葛兰素史克已经进行了两项I期临床试验,以评估sEH抑制剂治疗COPD的使用(gydF4y2BaNCT01762774gydF4y2Ba和gydF4y2Banct02006537.gydF4y2Ba).gydF4y2Ba
目前对9,10,13- trihome知之甚少,其形成途径和作用机制尚不清楚。据报道TriHOMEs可发挥前列腺素EgydF4y2Ba2gydF4y2Ba放松血管平滑肌细胞的类似活动gydF4y2Ba在体外gydF4y2Ba[gydF4y2Ba38.gydF4y2Ba]并在哮喘中发生改变[gydF4y2Ba39.gydF4y2Ba].9,10,13-三孔与中性粒细胞相关的水平(gydF4y2Ba图5C.gydF4y2Ba),具有9,10,13-三官团合成活动[gydF4y2Ba40.gydF4y2Ba].因此,9,10,13-三孔可能在肺中形成gydF4y2Ba通过gydF4y2Ba嗜中性粒细胞lox依赖过程,其次是sEH活性。9-KODE的生物合成路线和功能也同样不清楚,尽管亚油酸氧化代谢物(包括单羟基和酮十八二烯酸)涉及多种病理[gydF4y2Ba41.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba42.gydF4y2Ba[以及据报道施加过氧化物体增殖物激活的受体-γ激动剂活性[gydF4y2Ba43.gydF4y2Ba].gydF4y2Ba
女性吸烟者和慢性阻塞性肺病患者之间的其他主要区别包括产生花生四烯酸衍生的TXBgydF4y2Ba2gydF4y2Ba,12-hht和5-kete。血栓素合成酶12-HHT和TXBgydF4y2Ba2gydF4y2Ba是经典的血小板衍生的脂质[gydF4y2Ba44.gydF4y2Ba,提示血小板活化在COPD中的作用。这两种脂质以及9,10,13- trihome是唯一与女性BALF和血清模型相关的物种(SUS图,gydF4y2Ba图2 cgydF4y2Ba),表明这三种介质的系统关系。此外,全九脂面板的BALF水平与两种性别吸烟患者的血小板相关。最近已显示血小板中性粒细胞介性相互作用来调节肺炎gydF4y2Ba通过gydF4y2Ba脂质介质的产生[gydF4y2Ba45.gydF4y2Ba[进一步表明血小板可能在肺病的炎症衍生病病病原体中发挥作用。5-kete是一种嗜酸性粒细胞的有效的化学感染者[gydF4y2Ba46.gydF4y2Ba可由气道上皮细胞合成[gydF4y2Ba47.gydF4y2Ba),中性粒细胞(gydF4y2Ba48.gydF4y2Ba]血液血小板[gydF4y2Ba49.gydF4y2Ba]响应于氧化应激。5-Kete的水平已被假设以延长肺炎症,并且可能导致严重哮喘的病症[gydF4y2Ba46.gydF4y2Ba].gydF4y2Ba
从机制上讲,目前尚不清楚是什么推动了观察到的性别差异的变化。亚油酸是膳食中不可缺少的主要脂肪gydF4y2Ba新创gydF4y2Ba由哺乳动物合成[gydF4y2Ba50.gydF4y2Ba].已知其代谢产物是生物活性的,二醇通常认为是促炎症和ePomes抗炎症[gydF4y2Ba51.gydF4y2Ba].Meta分析发现血浆脂质中亚油酸水平无性别差异[gydF4y2Ba52.gydF4y2Ba,表明所观察到的差异与性别相关的饮食摄入无关。COPD女性患者BALF中较高浓度的epome和相应的DiHOMEs表明cyps通路的性别特异性上调,这与吸烟导致的杯状细胞增生有关。在啮齿动物组织中CYP酶表达的性别特异性已被广泛报道[gydF4y2Ba53.gydF4y2Ba,尽管我们对人体的模式了解较少,尤其是对肺[gydF4y2Ba54.gydF4y2Ba].因此,探讨CYP酶在觚细胞中的性别依赖性表达和活性及其在COPD的发作和进展中的作用。gydF4y2Ba
这些调查结果还支持最近在COPD中的血小板激活报告。血小板已被提出为炎症性肺病中的关键介质[gydF4y2Ba55.gydF4y2Ba],在招募中性粒细胞,嗜酸性粒细胞和淋巴细胞中发挥关键作用[gydF4y2Ba56.gydF4y2Ba].据报道,血小板活化因子(PAF)的生产响应香烟烟雾而增加[gydF4y2Ba57.gydF4y2Ba].稳定COPD的患者增加了循环血小板单核细胞聚集体,并且在急性加剧期间PAF增加[gydF4y2Ba58.gydF4y2Ba].抗血小板治疗(gydF4y2Ba即。gydF4y2Ba氯吡格雷)[gydF4y2Ba59.gydF4y2Ba]以及他汀类药物治疗[gydF4y2Ba60.gydF4y2Ba已经提出了在COPD的治疗中提出了已经提出的(减少血小板活化)。鉴于本研究中鉴定的九种脂基板的几个组分可以与血小板活化相关联,这些结果进一步支持血小板涉及COPD病理学的理论。gydF4y2Ba
结论gydF4y2Ba
女性性别被认为是对卷烟烟雾的肺部破坏性影响易感性的危险因素,而吸烟者和具有COPD的非吸烟者则更容易成为女性。在目前的研究中,九个脂基板在COPD中证明了特异性。鉴定的脂质介质包括先前表明在包括5-Kete和血栓素合酶产品的疾病中具有重要性的化合物(TXBgydF4y2Ba2gydF4y2Ba和12-HHT),以及产生更多的新型脂质gydF4y2Ba通过gydF4y2Ba来自亚油酸的CYP途径。这些结果表明,与炎症疾病相关的脂质介质的生产中基于性的表型差异。在气道上皮单层中的离子通量下降和细胞间隙渗透率下降中,Bablet细胞和稀释在呼吸中的额外作用中的肾小球水平与细胞间隙渗透率增加的特异性相关性提出了一种机制,增加ePom的产生可能导致慢性常见的临床表现雌性COPD人口中的支气管炎。与具有多种器官衰竭和ARDS的亚油酸衍生介质之间的报告的关联组合,该途径可能在某些COPD亚表型的病例中起重要作用。gydF4y2Ba
确认gydF4y2Ba
感谢ResearchVuréneBlomqvist,Margitha Dahl和Gunnel De Forest(Lung-Allergy Clinic,Karolinska大学医院Solna,Stockholm,Sweden)和Ann-Sofie Lantz(Karolinska大学医院Huddinge,斯德哥尔摩,瑞典呼吸系统医院)以及生物医学分析师Benita Endvall(呼吸学医学单位,医学部门索尔纳,Karolinska Institute,斯德哥尔摩,瑞典),用于样品收集和准备,以及所有志愿者,以便进行研究。我们还感谢Ingrid Delin和Johan Bood(Lung and Airway Choper Soon,环境医学研究所,Karolinska Institutet,斯德哥尔摩,瑞典)进行Cyslt分析。gydF4y2Ba
脚注gydF4y2Ba
本文提供了补充材料gydF4y2Bawww.qdcxjkg.comgydF4y2Ba
支持声明:该研究由瑞典心肺基金会、瑞典战略研究基金会(SSF)、VINNOVA (VINN-MER)、欧盟FP6 Marie Curie、卡罗林斯卡学院、COST BM1201、VINNOVA (CiDAT)、AFA保险、奥斯卡二世国王纪念基金会、古斯塔夫五世国王和维多利亚女王的共生会基金会资助。芬兰抗结核病协会基金会、瑞典研究理事会、斯德哥尔摩郡议会和卡罗林斯卡学院、过敏研究中心、卡罗林斯卡学院和阿斯利康转化科学联合研究计划之间关于医疗培训和临床研究的区域协议(ALF)。D.B.和M.S.获得了U-BIOPRED(创新药物计划联合承担方)的支持。115010,资源由欧盟第七框架计划(FP7/2007-2013)的财政贡献和EFPIA公司的实物贡献组成。本手稿的资金信息已存入gydF4y2Ba乐趣gydF4y2Ba.gydF4y2Ba
临床试验:本研究注册于gydF4y2BaClinicalTrials.govgydF4y2Ba使用标识符号码gydF4y2Banct02627872gydF4y2Ba.gydF4y2Ba
利益冲突:披露可以在本文的在线版本旁边找到gydF4y2Bawww.qdcxjkg.comgydF4y2Ba
- 收到gydF4y2Ba2015年7月6日。gydF4y2Ba
- 接受gydF4y2Ba2016年1月13日。gydF4y2Ba
- 版权所有©2016gydF4y2Ba
参考资料gydF4y2Ba
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